Exercício de Aplicação 01

Exercício 2 - No diagrama P&I identifique os pontos de entradas e saídas analógicas e digitais do processo de produção e anote em planilha. Indique quais as medições são efetuadas e quantas malhas de controle você observou.

Aula 11 - Identificação de instrumentos

As normas de instrumentação estabelecem símbolos, gráficos e codificação para identificação alfanumérica de instrumentos ou funções programadas, que deverão ser utilizadas nos diagramas e malhas de controle de projetos de instrumentação. De acordo com a norma ISA-S5, cada instrumento ou função programada será identificado por um conjunto de letras que o classifica funcionalmente e um conjunto de algarismos que indica a malha à qual o instrumento ou função programada pertence. Eventualmente, para completar a identificação, poderá ser acrescido um sufixo. O Quadro 1 mostra um exemplo de instrumento identificado de acordo com a norma preestabelecida.

No Quadro 2, pode-se obter combinações possíveis de acordo com o funcionamento dos dispositivos automáticos.
Esta identificação do equipamento industrial é chamada de tag. Este tag é formado pelo nome da área, tipo do equipamento e um número seqüencial, caso haja mais de uma equipamento do mesmo tipo na mesma área, separados por hífens, o que totaliza oito caracteres. Muitas empresas adotam tags mais longos de 12 ou mais caracteres.
O nome de um instrumento é formado por:
Conjunto de letras: que o identificam funcionalmente sendo que a  primeira letra identifica a variável medida pelo instrumento e as letras subsequentes descrevem funcionalidades adicionais do instrumento;
Número: que identifica o instrumento com uma malha de controle. Todos os instrumentos da mesma malha devem apresentar o mesmo número:
As letras usadas na identificação estão codificadas na tabela 2. O que interessa na identificação é a função e não a construção do instrumento.

O uso correto da simbologia de representação de instrumentos é fundamental para a correta apresentação de documentos na área de controle e instrumentação. Em geral esta notação é utilizada lado a lado com a representação dos equipamentos de processo formando um documento denominado diagrama P&I (Process and Instrumentation/ Piping and Instrumentation).

No exemplo temos a temperatura (T) como variável registrada e controlada (RC) na malha de controle 2 (2A), a letra A indica que é o primeiro Registrador controlador de temperatura da malha 2.

Um registrador de pressão diferencial usado para registro de vazão é identificado como FR e um indicador de pressão e um pressostato conectado à saída de um transmissor de nível são denominados: LI e LS.
Uma válvula de controle que varia uma vazão para controlar um nível é denominada LV. Quando as letra C e V são usadas em conjunto, C (Control) deve preceder V (Valve): Válvula de controle Manual: HCV
As letras modificadoras devem ser colocadas logo após as letras que modificam. Para cada função de um instrumento deverá ser colocado junto ao desenho círculo concêntricos tangenciais. O número de letras não deve ultrapassar a 4. Se o instrumento é registrador e indicador da mesma variável, o I de Indicador pode ser omitido. Todas as letras devem ser maiúsculas. Um controlador de temperatura com chave de nível alto. O instrumento pode ser designado como TIC/TSH-3.

O tipo do suprimento de energia é designado por duas linhas em cima da linha de alimentação: AS - Air Supply; ES - Electric Supply; GS - Gas Supply; HS - Hydraulic Supply; NS - Nitrogen Supply; SS - Steam Supply; WS - Water Supply. E x e m p l o : ES 24 DC - alimentação elétrica 24VDC.

Exercício 1 - No diagrama P&I identifique todos os instrumentos. Indique quais as medições são efetuadas no Tanque 1; quais as medições efetuadas no Tanque 2; quantas malhas de controle você observou e inclua no diagrama a sinalização para nível de tanque baixo e nível de tanque alto, indicado no painel central da sala de operação. 

Aula 10 - Elemento Final de Controle

Observe na Figura Elemento Final de Controle. Esse instrumento modifica diretamente o valor da variável manipulada de uma malha de controle. 

Além dessas denominações, os instrumentos podem ser classificados em instrumentos de painel, campo, à prova de explosão, poeira, líquido etc. Combinações dessas classificações são efetuadas formando instrumentos de acordo com as necessidades.

Ele é o responsável pela modificação direta ou indireta dos valores da variável de processo sob controle, para que seja mantida no valor desejado.

Existem diversos tipos de elementos finais de controle, tais como resistências elétricas, bomba, motor, etc, porém, sem dúvida a de maior uso e por isto a mais importante é a válvula de controle.

Aula 09 - Unidade Aritmética

O cálculo aritmético é normalmente realizado por uma Unidade Aritmética que consiste de um instrumento capaz de realizar um cálculo matemático a partir do sinal transmitido pelo transmissor. O cálculo matemático realizado pela mesma pode ser de qualquer tipo, como uma soma, uma subtração, uma multiplicação ou divisão, uma raiz quadrada ou mesmo um cálculo mais complexo como uma integral.

Aula 08 - Setador de Alarme

Consiste em um instrumento capaz de acionar um sinal sonoro ou luminoso expressando uma condição anormal no processo industrial. A função de alarme pode ser incorporada por um computador e executada por software, assim como as funções de indicação, registro, cálculo aritmético, controle, etc.

Alguns Setadores (monitores) de alarme dispõe de dois contatos de saída que atuam quando a variável monitorada supera os valores de trip (Alto / Baixo) pré-estabelecidos pelo usuário. Um terceiro contato de alarme (com auto-retenção) sinaliza a ocorrência de falha do sensor/sinal de entrada e de falha do próprio Setador de Alarme (STA).

Aula 07 - Controlador

O controlador é um instrumento que compara a variável controlada com um valor desejado e fornece um sinal de saída a fim de manter a variável controlada em um valor específico ou entre valores determinados. A variável pode ser medida diretamente pelo controlador ou indiretamente através do sinal de um transmissor ou transdutor.

O controlador faz a avaliação automática da informação medida, comparação com um valor de referência e posterior tomada de decisão, mediante ação programada a partir dos resultados da comparação realizada.

Numa malha de vazão, o controlador recebe o sinal vindo do transmissor de sinal, compara com um valor de referência (set point) e decide se vai mandar abrir ou fechar uma válvula de controle.
O controlador pode efetuar efetuar sua ação de diferentes modos.
No modo "On-Off" a válvula de controle tem duas posições, ligada e desligada, este modo de controle é satisfatório para processos que permitem as oscilações decorrentes da  ação de abrir e fechar válvulas, geralmente usados para processos mais complexos e delicados.
No modo proporcional a válvula de controle tem sua posição determinada para cada desvio da grandeza  de entrada, este modo de controle as oscilações ocorrem dentro de uma faixa pré estabelecida, geralmente usados para processos simples não crítico. .
Há também o modo de controle integral (automático) ou "reset" e derivativo (antecipatório) ou "rate".  

Aula 06 - Trasndutor

O Trasndutor é um instrumento que recebe informações na forma de uma ou mais quantidades físicas, modifica, caso necessário, estas informações e fornece um sinal de saída resultante. Dependendo da aplicação, o transdutor pode ser um elemento primário, um transmissor ou outro dispositivo. O conversor é um tipo de transdutor que trabalha apenas com sinais de entrada e saída padronizados.

Um conversor de sinal recebe um sinal de entrada vindo de outro instrumento (sinal elétrico, pneumático ou digital) e o converte em um sinal de saída padrão de instrumentação, por exemplo 3 a 15 psi,4 a 20 mA ou ainda sinal digital.

Um conversor de sinal nada mais é que uma unidade aritmética especial, que multiplica sua entrada pelo fator 1.